第3章_软件需求分析_面向对象_UML建模语言2
面向对象设计之3_基于UML的图书管理系统的分析与设计
基于UML的图书管理系统的需求分析与设计摘要：本文对面向对象的概念、UML产生的背景及其基本内容进行了阐述，在对图书馆图书管理系统进行功能描述和需求分析的基础上，结合软件工程和面向对象需求分析，设计了基于UML的用例图、包图和顺序图，状态图等语言机制的图书馆图书管理系统模型。
关键词：UML；建模语言；面向对象；需求分析；图书管理系统1关于面向对象面向对象是一种的程序设计方法，或者说它是一种程序设计类型，其基本思想是使用对象，类，继承，封装，消息等基本概念来进行程序设计。
它是从现实世界中客观存在的事物（即对象）出发来构造软件系统，并在系统构造中尽可能运用人类的自然思维方式，强调直接以问题域（现实世界）中的事物为中心来思考问题，认识问题，并根据这些事物的本质特点，把它们抽象地表示为系统中的对象，作为系统的基本构成单位（而不是用一些与现实世界中的事物相关比较远，并且没有对应关系的其它概念来构造系统）。
这可以使系统直接地映射问题域，保持问题域中事物及其相互关系的本来面貌。
它可以有不同层次的理解：（1）从世界观的角度可以认为：面向对象的基本哲学是认为世界是由各种各样具有自己的运动规律和内部状态的对象所组成的；不同对象之间的相互作用和通讯构成了完整的现实世界。
因此，人们应当按照现实世界这个本来面貌来理解世界，直接通过对象及其相互关系来反映世界。
这样建立起来的系统才能符合现实世界的本来面目。
（2）从方法学的角度可以认为：面向对象的方法是面向对象的世界观在开发方法中的直接运用。
它强调系统的结构应该直接与现实世界的结构相对应，应该围绕现实世界中的对象来构造系统，而不是围绕功能来构造系统。
（3）从程序设计的角度来看，面向对象的程序设计语言必须有描述对象及其相互之间关系的语言成分。
这些程序设计语言可以归纳为以下几类：系统中一切皆为对象；对象是属性及其操作的封装体；对象可按其性质划分为类，对象成为类的实例；实例关系和继承关系是对象之间的静态关系；消息传递是对象之间动态联系的唯一形式，也是计算的唯一形式；方法是消息的序列。
uml课后习题答案
uml课后习题答案第一章系统建模与分析设计的演变课后习题：1、A2、C3、D4、B5、软件按照其工作方式可划分为实时处理软件、分时处理软件、交互式软件和批处理软件。
6、软件生存周期由软件的定义、软件的开发和软件的使用维护和更新换代三部分组成。
7、软件开发模型有瀑布模型、增量模型、螺旋模型、智能模型和快速原型模型等五种主要模型8、面向对象技术采用以类为中心的封装、继承、多态等不仅支持软件复用，而且使软件维护工作可靠有效，可实现软件系统的柔性制造。
9、UML的优点是：唯一性、连续性、维护性、复用性和完善性。
第二章统一建模语言UML1、A2、B3、C4、D5、B6、UML分析和设计模型由三类模型图表示，三类模型图是：用例模型图、静态模型图和动态模型图。
7、UML的软件统一开发过程，即生命周期按时间顺序可以划分为，开始，详细设计，系统构造和移交四个阶段及阶段中一系列的循环重复。
8、UML开发过程是一种二维结构软件开发过程，软件项目开发过程流程包括的核心工作内容是，分析，设计，实现，测试和配置9、UML中的五个不同的视图可以完整地描述出所建造的系统，这五种视图是用例视图、逻辑视图、构件视图、进程视图和配置视图。
10、UML中有10中基本图可以完整地描述出所有建造的系统，这10中视图是用例图、类图、对象图、包图、构件图、配置图、序列图、活动图、状态图和合作图。
第三章需求分析与用例建模习题：1、B2、A3、C4、D5、B6、A7、A8、UML软件开发过程需求分析阶段产生的模型由三类模型图表示。
他们是：用例模型图、静态模型图和动态模型图。
9、CRC卡中的描述由类名、类特征、类类型、责任和协作者共五部分组成10、软件项目的目的的可行性研究分析中，技术可行性研究包括风险分析、资源分析、技术分析三部分组成11、在UML软件开发过程的需求分析阶段，建立用例模型的步骤分为，确定系统的范围和边界，确定系统的执行者和用例，对用例进行描述，定义用例之间的关系和审核用例模型。
uml复习题
《新修的同学实验报告一定要交》《新修的同学实验报告一定要交》《考试时间 16周，请班长费心通知》周，请班长费心通知》《复习》《复习》《论述》基于UML 的软件开发的一般过程答：UML 是按OO 思想进行系统建模时使用的一组表示法，它并不对采用何种OO 分析、分析、设计以及设计以及开发过程模型构成限制。
开发过程模型构成限制。
基于基于UML 的软件开发通常是以体系结构为中心，的软件开发通常是以体系结构为中心，用例驱动的迭代用例驱动的迭代和增量式开发，并结合职责分配模式进行具体设计。
开发过程可以包括计划和细化、迭代的构造和实施3大阶段。
在经过一个初步的计划和细化阶段后，进入若干迭代构造开发周期，每个周期都包含分析、设计、构造和测试步骤。
（1）计划和细化：通过各种传统的需求获取手段（调查、访谈、原型等）得出系统目标、系统功能和系统属性，系统功能和系统属性，撰写系统规格说明。
撰写系统规格说明。
撰写系统规格说明。
基于参与者和外部事件基于参与者和外部事件基于参与者和外部事件（动宾词组）（动宾词组）构建用例，以增进对领域过程和功能需求的理解《做什么》。
按照风险、业务主线及对体系结构的影响程度（系统属性）划分用例的优先级，并据此决定用例的时间调度。
对高优先用例采用扩展格式细化。
同时建立概念模型草案、系统体系结构草案。
（2）分析阶段：根据当前周期的用例描述，采用概念目录列表、非正式分析或事务模式，识别出相关概念，建立初始概念模型，根据通用关联列表和信息存储的需要，为概念模型添加关联和属性。
将用例分解为系统事件，并对应系统操作，建立系统顺序图；分析系统操作被调用后系统状态（概念）的变化，为系统操作建立契约，进一步理解系统行为《做的效果》。
（3）设计阶段：设计一个合理的体系结构，建立真实用例。
针对每个系统操作，使用操作契约和契约的后置条件以及用例描述文档作为起点，按照职责分配模式或BCE 模式为对象（来自概念模型）分配职责，通过协作图体现对象间的交互《怎么做》。
如何利用UML用例图描述软件系统的需求
因明
（4）参与者之间的主要关系---泛化（继承）关系
泛化或者继 承
（5）所要注意的问题
（6）如何获 得系统中的 参与者
5、用例模型中的用例（UseCase） （1）用例及其定义—某种特定的功能
（2）用例的分类——业务用例 描述一个业务的流程以及它们与外部各方(如客户和合 作伙伴)之间的交互 代表系统中需要提供的核心功能：如报表数据汇总计算 （3）用例的分类——系统用例 系统既定功能及系统环境的模型，描述且仅仅描述系 统的功能 系统提供的附加其它功能或者服务：如报表打印
Abstract use case – use case that reduces redundancy in two or more other use cases by combining common steps found in both.
（3）用例的横向方面的联系---扩展关联（Extension use case）
2、可以采用UML中的用例模型（用例图）方法 利用用例（Use Case）和用例图、需求文档来确定系 统的高层逻辑视图。
3、用例模型中的基本组成部件
用例最初由Ivar Jackboson博士提出，后被综合 到UML规范之中，成为需求表述的标准化体系。 Ivar Jacobson博士与Grady Booch和James Rumbaugh一道共同创建了UML建模语言，被业界誉 为UML之父。
（2）主要的特性
UML 由图和元模型组成，图是语法，而元模型则给出图的 意思，是UML的语义 它提供了描述软件系统模型的概念，同时由于它采用面向 对象的技术、方法，它的作用域不限于支持面向对象的分 析与设计,还支持从需求分析开始的软件开发的全过程。
（ 3 ）它是编制软件蓝图的标准化语言 ---- 是标准的建模 语言
UML（UnifiedModelingLanguage统一建模语言）
UML（UnifiedModelingLanguage统⼀建模语⾔）UML（Unified Modeling Language 统⼀建模语⾔），⼜称标准建模语⾔。
是⽤来对软件密集系统进⾏可视化建模的⼀种语⾔。
UML是⼀种⾯向对象的建模语⾔，它可以实现⼤型复杂系统各种成分描述的可视化、说明并构造系统模型，以及建⽴各种所需的⽂档，是⼀种定义良好、易于表达、功能强⼤且普遍适⽤的建模语⾔。
UML基本内容详述（1）视图 视图是表达系统的某⼀⽅⾯特征的UML建模元素的⼦集；试图并不是图，它是由⼀个或多个图组成的对系统某个⾓度的抽象。
1）⽤例视图（核⼼视图） 强调从⽤户的⾓度看到的或需要的系统功能。
2）逻辑视图 该视图⽤于描述系统内实现的逻辑功能，展现系统的静态或结构组成及特征。
3）组件视图 该视图从系统实现的⾓度来描述模型对象间的关系。
4）配置视图 该视图⽤于说明系统的物理配置。
（2）图表 图表是描述视图内容的图。
1）⽤例图 ⽤于描述外部项与系统提供的使⽤事件之间的联系。
⼀个使⽤事件是系统提供的功能的具体描述，是系统分析⼈员从⽤户⾓度描述系统的功能，是功能与功能之间以及功能与⽤户之间的关系。
使⽤事件定义了系统的功能需求。
简单理解：⽤来描述系统的功能。
2）类图 ⽤于描述系统的静态结构。
类可以⽤不同⽅式连接，主要包括联合、依赖、独⽴和包装。
⼀个系统⼀般有多张类图，⼀个类可在不同的视图中出现。
3）对象图 ⽤于表述系统在某个时刻的静态结构。
对象图也可作为协作图的⼀部分，说明⼀组对象之间的动态协作关系。
对象图与类图的区别：对象图表⽰的是类中的许多对象实例，⽽不是类本⾝。
4）状态图 ⽤于说明类中的对象可能具有的状态，以及由时间引起的状态的改变。
简单理解：描述了系统元素的状态条件和响应。
5）顺序图（时序图） ⽤于描述对象间的动态协作关系。
表达了对象间发⾏消息的时序，同时也表达出对象间的相互作⽤，以及当系统执⾏到某个特定位置时可能会发⽣的事。
天津大学软件工程课程教学大纲
2. Course Description This course presents an introduction to the basic concepts of software, objects of
software engineering, traditional procedure-oriented soft development methods and object-oriented soft development methods, so students can master the method to develop high quality software. By learning the software develop process and process management techniques, students can understand how to conduct software metrics and management, how to take quality assurance activities, so the students can plan and manage software development activities effectively.
《软件工程——理论与实践（第三版）》，Pfleeger.S.L，Atlee.J.M.著，高等教 育出版社，2006 年 9 月。
制定人： 审核人： 批准人： 批准日期：
年月日
TU Syllabus for Software Engineering
Code:
2160288
Semester Hours: 56
Chapter 2 Software Process Software Process Model Component-Based Development Process RUP CMM
UML2面向对象分析与设计(第2版)
5.3架构分析 5.4构造用例实现
5.5定义分析类
5.6练习题
6.1设计需要原则
6.2 Liskov替换原 则
6.3开放—封闭原则 6.4单一职责原则
6.6依赖倒置原则
6.5接口隔离原则
6.7练习题
01
7.1模式与 设计模式
02
7.2 GoF模 式
03
7.3更多的 设计模式
04
7.4职责分 配模式
UML2面向对象分析与设计（第2 版）
读书笔记模板
01 思维导图
03 读书笔记 05 目录分析
目录
02 内容摘要 04 精彩摘录 06 作者介绍
思维导图
本书关键字分析思维导图
设计
软件开发
例
方法
基础
设计
问题
面向对 象分析
分析
书
面向对象
业务
版
模型
类
建模
结构
架构
原则
内容摘要
内容摘要
分析和设计是软件开发中至关重要的一环，面向对象的方法是主流的软件开发方法，UML是用于面向对象分 析设计的标准化建模语言。本书围绕这3个方面展开，以论述分析设计建模过程为最终目标，以面向对象方法作为 建模的理论基础，以UML作为建模支撑语言。全书从面向对象和UML的基本概念入手，循序渐进地讲解业务建模、 需求建模、需求分析、设计原则和模式、架构设计、构件设计和代码生成等分析设计中的各个知识点，并通过多 个贯穿全书的案例将各个知识点串联起来，形成一套完整的面向对象分析设计方法论。本书是作者多年从事软件 工程教学和软件项目开发实践的总结，书中并没有太多抽象的概念，主要**实际软件开发中所需要的知识和实践 技能，力求做到通俗易懂。
面向对象设计与UML建模
面向对象设计与UML建模面向对象设计是一种软件开发方法，它将现实世界的实体抽象为对象，并以对象之间的相互关系来组织和描述系统的行为。
而UML（统一建模语言）是一种用于可视化、规范化软件系统设计的标准建模语言。
本文将从面向对象设计的概念入手，介绍面向对象设计与UML建模的关系及应用。
一、面向对象设计的概念面向对象设计（Object-oriented Design）是一种以对象为中心的软件开发方法。
在面向对象设计中，将系统中的各个对象抽象出来，通过定义对象之间的属性和方法，以及对象之间的关系，来描述系统的功能和行为。
面向对象设计的核心思想是将现实世界的实体抽象为对象，对于每个对象，描述其属性和方法，并通过对象之间的交互来实现系统的功能。
这样的设计方式使得系统更加模块化，易于扩展和维护。
二、UML建模的概念UML（Unified Modeling Language）是一种用于规范化、可视化软件系统设计的标准建模语言。
它提供了一套丰富的符号和约定，用于描述系统的结构、行为和交互。
UML建模是面向对象设计的重要工具之一，它能够帮助开发人员更好地理解和设计系统。
通过使用UML，开发人员可以绘制出类图、时序图、用例图等各种类型的图表，来描述系统的不同方面和视角。
三、面向对象设计与UML建模的关系面向对象设计与UML建模是紧密相关的。
面向对象设计将系统抽象为对象，定义了对象的属性和方法，以及对象之间的关系。
而UML建模则是通过各种类型的图表来表示和描述这些对象、属性、方法和关系。
具体来说，面向对象设计中的类可以通过UML的类图来表示。
类图用于描述系统中的类及其之间的继承、关联、聚合等关系。
类图能够清晰地展示系统的结构，有助于开发人员对系统进行整体把握和分析。
此外，面向对象设计中的时序和交互可以通过UML的时序图、活动图和通信图来表示。
时序图用于描述对象之间的交互顺序，活动图用于描述系统的流程和行为，通信图用于描述对象之间的消息传递。
UML基础与Rose建模实用教程(第三版)
第11 章包图
1 1 .5 本章小结
习题十 一
习题十一
1. 填空题 2. 选择题 3. 简答题 4. 练习题
第12 章构件图与部署图
1 2 .1 构件图与部署 图的基本概念
1 2 .2 使用R o s e 创建 构件图与部署图
1 2 .3 本章小结
习题十 二
12.1构件图与部署图的基本概念
1. 构件 2. 构件图的基本概念 3. 部署图的基本概念
1．填空题
2. 选择题 3. 简答题 4. 练习题
第9 章状态图
9 .1 状态图的
1
基本概念
2
9 .2 状态图的 组成
3
9 .3 组成状态
4 9 .4 使用R o s e
创建状态图
5 9 .5 使用R o s e
创建状态图示 例
第9 章状态图
9 .6 本章小结
习题 九
9.1状态图的基本概念
1. 状态图的定义 2. 状态图的作用
7.5使用Rose创建序列图示例
1. 确定工作流程 2. 确定对象 3. 确定消息和条件 4. 绘制序列图总图
习 4. 练习题
第8 章协作图
8.2协作图的组成
8.1协作图的基本 概念
8.3使用Rose创建 协作图
第8 章协作图
8.5本章小结
8.4使用Rose创建 协作图示例
习题八
8.1协作图的基本概念
1. 协作图的定义 2. 协作图的作用
8.2协作图的组成
1. 对象 2. 消息 3. 链
8.3使用Rose创建协作图
1. 创建对象 2. 创建消息 3. 创建链
8.4使用Rose创建协作图示例
第3章UML建模工具简介
3.2 StarUML安装与配置
本节主要从StarUML的安装过程及必要的配置进行介 绍。
3.2.1 StarUML的安装
（2）单击“Next”按钮，进入许可协议选择界面，如 图3.6所示。
3.2.1 StarUML的安装
图3.6 “License Agreement”界面
3.2.1 StarUML的安装
（3）阅读完相关条约后选择第一个单选按钮，出现 “Next”按钮后单击它，即进入安装路径的设置页面， 如图3.7所示。
首先下载StarUML安装包，本章及本书中介绍的是 StarUML5.0.2版本，也是现在用的最多的版本。
（1）双击启动staruml-5.0-with-cm.exe，进入安装向导 界面，如图3.5所示。
3.2.1 StarUML的安装
图3.5 StarUML5.0.2安装界面
3.2.1 StarUML的安装
PowerBuilder，Delphi，VB等相配合使用来缩短开发 时间和使系统设计更优化。
3.1.3 PowerDesigner
图3.3 PowerDesiU），是一款开放源码的UML开发工 具，是由韩国公司主导开发出来的产品，可以直接到 StarUML网站下载。
3.1常用UML建模工具
在UML的发展中有很多工具被使用，其中比较有代表 性的有Rational Rose、PowerDesigner等，这里提出四 种工具加以介绍
3.1.1 Rational Rose
Rational Rose是Rational公司出品的一种面向对象的统 一建模语言的可视化建模工具。用于可视化建模和公 司级水平软件应用的组件构造。ROSE是直接从UML 发展而诞生的设计工具，它的出现就是为了对UML建 模的支持，
UML面向对象建模chapter3类图对象图
Product
具有泛化关系的类图
案例—银行网络系统
一、问题的陈述 银行网络系统包括人工出纳和分行共享的自动 出纳机；各分理处用自己的计算机处理业务（保存 帐户、处理事务等）；各分理处与出纳站通过网络 通信；出纳站录入帐户和事务数据；自动出纳机与 分行计算机通信；自动出纳机与用户接口，接受现 金卡；发放现金；打印收据；分行计算机与拨款分 理处结帐。 要求系统正确处理同一帐户的并发访问；网络 费用平均摊派给各分理处。
连接
递归关联 带有职责的递归关联 医生
治疗
人
病人
二、聚集(aggregation)
聚集是一种特殊的关联，它指出类间的“整体-部分”关系。 1、共享聚集(shared aggregation) 其“部分”对象可以是任意“整体”对象的一部分。当 “整体”端的重数不是1时，称聚集是共享的。
整体类 部分类
共享聚集
项目
＊
＊
人员
２、组合聚集(composition aggregation) 其“整体”(重数为0、1)拥有它的“部分” 。部分仅属 于同一对象，整体与部分同时存在。
标题 整体类 部分类 窗口 工具框 显示区
组合聚集 窗口
标题 工具框 显示区
三、泛化
泛化指出类之间的“一般与特殊关系”，即继承关系。父 类与子类之间构成类的分层结构。
类之间的关系
UML中类的关系有关联(association) ,聚集 (aggregation) ,泛化(generalization) , 依赖 (depending)和细化 (refinement)。
一、关联
公司
0..* 顾 佣
工作于
0..*
关联是类之间的连结,分为： 1. 2. 常规关联 多元关联
UML建模工具中的五大视图
UML建模工具中的五大视图本节和大家一起学习一下UML建模工具方面的知识，本节主要包括面向对象建模概念和UML中的五大视图等内容，相信通过本节的介绍你对UML建模工具有一定的认识。
下面让我们一起来学习UML建模工具吧。
UML建模工具1．面向对象建模建模把复杂得问题分解为易于理解的小元素，以达到问题的求解模型帮助你具体化和指出系统的不同方面，模型也显示不同的部分如何彼此相关并有助于它们的工作形象化。
UML定义了软件工程领域中的不同模型。
下面给出模型和它们的描述：.类模型描述其静态结构，状态模型表示对象的动态行为，用例模型解释用户的要求，交互模型描述消息流，实现模型包含工作单元，部署模型包含属于进程分配的细节。
提供一种简单的、准备使用的、表现为可视的建模语言，是独立于过程的，是独立于语言的2．UML建模工具的五大视图：UML定义了软件工程领域中的不同模型。
下面给出模型和它们的描述：.类模型描述其静态结构，状态模型表示对象的动态行为，用例模型描述用户的要求，交互模型描述消息流，实现模型描述工作单元，部署模型属于进程分配的细节。
◆用户视图–表示系统的目的和目标◆结构视图–表示系统的静态或空闲的状态◆行为视图–表示系统的动态状态或状态的变动◆实现视图–表示系统的逻辑元素的分布◆环境视图–表示系统物理元素的分布3．用户视图系统的用户视图由用例图组成，用例图包含执行者、用例、及它们的关系，用例图表示了系统对外部实体提供的功能，用例图由执行者和用例组成（执行者对系统做什么的）执行者主要可分为四类：主要执行者–直接与系统交互的人，次要执行者–涉及到系统维护的人，外部硬件–运行应用的非计算机的系统部分，其他系统–为其工作需要与你系统交互的外部系统4．结构视图UML建模工具中结构视图代表系统的静态方面，包含类图（描述不同的类和它们的关联，描述系统中声明的类）和对象图（描述不同的对象和它们彼此间的链接）。
类：用来描述具有特征的现实世界的实体。
UML各章习题
UML各章习题第1、2章面向对象与UML1．简述统一建模语言(UML)统一建模语言(UML)是一种绘制软件蓝图的标准语言。
可以用UML对密集型软件系统的制品进行可视化详述和文档化。
UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的可视化建模语言（1分）。
它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。
它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计（1分），还支持从需求分析开始的软件开发的全过程（1分）。
UML的作用是用图的形式从静态和动态方面来全面描述将要开发的系统（2分）。
2. 简述面向对象分析方法（OOA）的5个基本步骤 1）、识别对象，识别对象包括标识潜在的对象和筛选对象两步（1分） 2）、识别对象的属性（1分） 3）、识别对象的行为（1分） 4）、识别对象所属的类（1分） 5）、定义主题词（1分）3、什么是高内聚度？高内聚度是对一个类中的各个职责之间相关程度和集中程度的度量。
一个具有高度相关职责的类并且这个类所能完成的工作量不是特别巨大，那么它就具有高内聚度。
包括两个含义：一、不要给一个类分派太多的职责，在履行职责时尽量将部分职责分派给有能力完成的其它类去完成。
二、不相关的职责不要分派给同一个类。
4、什么是对象间的可见性?答:可见性（Visibility）指的是一个对象能够“看到” 或者引用另一个对象的能力。
5、领域建模的步骤有哪些？答案：列出候选的概念类；画出领域模型图；加入概念类间的关联；加入概念类的属性。
6、什么是软件生命周期？软件生命周期(SDLC，Systems Development Life Cycle)是软件的产生直到报废或停止使用的生命周期，周期内包括问题定义、可行性分析、总体描述、系统设计、编码、调试和测试、验收与运行、维护升级到废弃等阶段。
这种按时间分程的思想方法是软件工程中的一种思想原则，即按部就班、逐步推进，每个阶段都要有定义、工作、审查、形成文档以供交流或备查，以提高软件的质量。
UML课后选择填空名词说明
第一章系统建模与分析设计技术的演变一选择题1 封装是指把对象的（A）结合在一路，组成一个独立的对象。
A 属性和操作B 信息流C 信息和事件D 数据的集合2 封装是一种（C）技术，目的是使对象的生产者和利用者分离，使对象的概念和实现分开。
A 工程化B 系统保护C 信息隐蔽D 生产对象3 面向对象方式中的（D）机制使子类能够自动地拥有（复制）父类全数属性和操作A 约束B 对象映射C 信息隐蔽D 继承4 使得在多个类中能够概念同一个操作或属性名，冰镇每一个类中有不同的实现的一种方式是（B）A 继承B 多态性C 约束D 接口二填空题6．软件生存周期由（软件概念）、（软件开发）和（软件利用、保护和更新）三部份组成。
7．软件开发模型有（瀑布模型）、（渐增模型）、（演化模型）、（螺旋模型）和（智能模型）等5种要紧模型。
8．面向对象技术采纳以类为中心的（封装）、（继承）、（多态）等不仅支持软件复用，而且使软件保护共作靠得住有效，可实现系统的柔性制造9.UML的优势是（唯一性）、（持续性）、（保护性）、（复用性）和（慢慢完善）。
第二章统一建模语言UML一、选择题1. UML的软件以（A ）为中心，以系统体系结构为主线，采纳循环迭代渐增的方式进行开发A 用例B 对象C 类D 程序的（B）模型图是由类图、对象图、包图、构件图和配置图组成。
A 用例B 静态C 动态D 系统的（C）模型图由活动图、顺序图、状态图和合作图组成.A 用例B 静态C 动态D 系统的最终产物确实是最后提交的可执行的软件系统和（D）A 用户手册B 类图C 动态图D 响应的软件文档资料5.在UML的需求分析建模中，（B）模型图必需与用户反复交流并加以确认。
A 配置B 用例C 包D 动态二、填空题分析和设计模型由三类模型图表示。
三类模型图是：（用例）模型图、（构件）模型图和（配置）模型图。
开发进程是一种二维结构软件开发进程，软件项目开发进程流包括的核心工作内容是：（分析）、（设计）、（实现）、（测试）和（配置）中的五个不同的视图能够完整地描述出所建造的系统，这五种视图是（用例）视图、（逻辑）视图、（构件）视图、（进程）视图和（配置）视图。
面向对象分析与设计
提高软件的可维护 性和可扩展性
面向对象分析与设计的基本原则
面向对象分析与设计遵循一些基本原则，比如封 装性、继承性、多态性和抽象性。封装性指隐藏 对象的内部细节，仅暴露有限的接口；继承性允 许子类继承父类的属性和方法；多态性允许同一 方法在不同对象上有不同行为；抽象性帮助提取
对象的共性特征，形成抽象类或接口。
观察者模式
概念
定义对象间的一种一对多的依赖关系
特点
主体对象状态改变时，依赖对象会自动更新
应用场景
当一个对象的改变需要同时改变其他对象，并且不知道具体有多少对象需要改变时
模板方法模式
模板方法模式是一种行为型设计模式，定义了一个算法的骨 架，允许子类为一个或多个步骤提供实现。这种模式在父类
中定义算法的步骤，而将一些实现延迟到子类。
设计模式应用
选择合适模式
根据实际情况选择 合适的设计模式
灵活性提升
通过设计模式提高 系统的灵活性和可
扩展性
●04 第四章 面向对象编程语言
Java
支持类
Java拥有丰富的类库，方便开发人员使用
继承
允许一个类继承另一个类的属性和方法
封装
将数据和方法封装在类中，提高安全性和模块性
C++
C++是一种多范式编程语言，支持过程化编程、 面向对象编程和泛型编程。它是继C语言后，一种
Eclipse IDE
集成开发环境
Visual Studio
强大的开发工具
IntelliJ IDEA
智能IDE
协作工具
Git版本控制
代码管理利器
JIRA项目管理
项目跟踪与管理
Confluence团队协 作
UML面向对象的分析与设计
定义用例
定义领域模型
定义交互图
定义设计类图
24
OOAD
OOA/D的简单示例-骰子游戏
• 软件模拟游戏者掷两个骰子，如果总点数是7 则赢得游戏，否则为输
25
OOAD
定义用例（需求阶段）
定义用例
定义领域模型
定义交互图
定义设计类图
• 需求分析可能包括人们使用应用的情节或场景， 这些情节或场景可以被编写成用例。
由用例描述可初步得出领域模型
Player
1
name
1
Plays 1
DiceGame
1
Rolls
2
Die
faceValue
2
Includes
图1-3 骰子游戏的局部领域模型
28
OOAD 分配对象职责并绘制交互图（OOD）
定义用例
定义领域模型
定义交互图
定义设计类图
• OOD关注的是软件对象的定义——它们的职责 和协作
• 顺序图（sequence diagram，UML的一种交互 图）是描述协作的常见表示法。
• 顺序图展示出软件对象之间的消息流，和由消 息引起的方法调用。
29
OOAD 骰子游戏：游戏者请求掷（两个）骰子。系统展示结果：如 果骰子总点数是7，则游戏者赢，否则游戏者输。
顺序图动态的展示了系统如何实现用例， 展示了对象的职责和协作
• 培养OO开发的重要能力：识别领域对象，设 计软件对象(为软件对象分配职责)
7
OOAD
资源: 教材及参考书
8
OOAD
教材结构安排
•教材编排特色： •不像传统教材按主题编排 •而是遵循UP（统一过程）中”Iterative”(迭代)思 想。
UML面向对象建模与设计第二版课程设计
UML面向对象建模与设计第二版课程设计1. 课程概述UML是面向对象建模与设计的重要工具，本课程旨在介绍UML的基本概念、语法和应用，以及面向对象的分析和设计方法。
本课程将从UML的基本架构开始讲解，解释UML的不同类型和模型元素，然后介绍UML用例模型、类图、时序图、状态图和活动图等基本建模技术，并结合设计案例进行实际操作。
2. 课程目标1.了解UML的基础理论和概念，掌握UML的语法和应用方法；2.掌握面向对象的分析和设计方法，并能用UML建立模型；3.能够运用UML分析和设计方法解决实际问题，编写高质量的面向对象软件设计文档；4.了解UML的发展历程，掌握UML的最新发展动态。
3. 课程大纲3.1 UML概述3.1.1 UML简介3.1.2 UML的起源和发展历程3.1.3 UML的基础概念3.1.4 UML的体系结构3.1.5 UML的建模目标和方法3.2 UML用例建模3.2.1 用例的概念和分类3.2.2 用例建模的过程和方法3.2.3 用例描述文档的编写3.2.4 用例图的概念和建模3.3 UML类图建模3.3.1 类与对象的概念和关系3.3.2 类图的概念和建模3.3.3 类和对象的属性和方法3.3.4 类和对象的关联、聚合、继承和实现3.4 UML时序图建模3.4.1 时序图的概念和建模方法3.4.2 时序图中的对象、操作和消息3.4.3 时序图中的组件、顺序和并发3.5 UML状态图建模3.5.1 状态图的概念和语法3.5.2 UML中的状态和事件3.5.3 状态图中的状态转换和动作3.6 UML活动图建模3.6.1 活动图的概念和语法3.6.2 活动图中的活动、分支和合并3.6.3 活动图中的数据流和控制流3.7 UML工具和应用3.7.1 UML工具和开发环境3.7.2 UML的应用和实例3.7.3 UML的扩展和发展趋势4. 课程评估4.1 作业和考试课程要求学生根据所学内容，完成相关的建模作业和练习，同时进行期末考试。
《面向对象分析与设计UML》课程教学大纲
《面向对象分析与设计(UML)》课程教学大纲一、课程与任课教师基本信息二、课程简介《面向对象分析与设计(UML)》是一门是软件工程专业重要的、实践性很强的一门必修课。
UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且适用于各种应用领域的建模语言，已被OMG采纳为标准。
目前UML已成为面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。
掌握UML 语言，不仅有助于理解面向对象的分析与设计方法，也有助于对软件开发全过程的理解。
通过该课程的学习，使学生能基本掌握面向象技术基本概念和面向对象分析与设计方法，能够使用UML 语言来进行初步的系统分析与设计。
三、课程目标结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。
这些目标包括：1．知识与技能目标通过本课程的学习，使学生掌握面向对象分析与设计基本理论和使用统一建模语言（UML）实现软件生命周期模型的六大阶段（需求分析，概要设计，详细设计，编码，测试，维护）的一般性原理、主要思想、关键技术；了解和掌握各阶段的规范文档书写格式，通过实验项目实践活动，培养学生理解和应用相关的知识技能，开发软件项目。
2．过程与方法目标了解面向对象分析与设计的发展历史及趋势，掌握运用UML 理论及方法解决实际问题的分析步骤。
通过具体方法的学习与运用，理解它们的优势与不足，从而锻炼和提高思维分析能力（归纳能力，演绎能力，对比分析能力，变通能力，总结能力，抽象能力）。
3．情感、态度与价值观发展目标通过本课程的学习，培养作为一个软件工程技术人员必须具备的坚忍不拔的学习精神，严谨治学的科学态度和积极向上的价值观念，为未来的学习、工作和科研奠定良好的理论基础和实践基础。
四、与前后课程的联系本课程是软件工程专业的重要专业课程。
其内容是软件测试概论、软件质量保证与管理、软件需求工程、小组软件工程、软件测试管理及工具、软件配置管理及工具等后续课程的基础，对学好上述后续课程的影响很大。
五、教材选用与参考书1．选用教材《面向对象分析与设计(UML)》，侯爱民、欧阳骥、胡传福编著，清华大学出版社，2015 年，第1 版。
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见图5
聚合: 是” ...
owns a
...”（拥有）的关系。
它的UML表示法： 空心菱形 + 实线 + 箭头 ，见图6
图6
3. 组合关系
组合关系也表示类之间整体和部分的关系 部分和整体具有统一的生存期。一旦整体对象不存在 ，部分对象也将不存在。部分对象与整体对象之间具有共 生死的关系。 组合关系是” ... is a part of ...”（是 …的一部分）的关系。 • 它的UML表示法： • 实心菱形 + 实线 + 箭头 ，见图7。 •
聚合和组合的区别在于： (1) 聚合关系是”has-a”关系， 组合关系是”contains-a”关系； (2)聚合关系表示整体与部分的关系比较弱，而组合比较强； (3) 聚合关系中代表部分事物的对象与代表聚合事物的对象的 生存期无关，一旦删除了聚合对象不一定就删除了代表部分事 物的对象。组合中一旦删除了组合对象，同时也就删除了代表 部分事物的对象。 例子:“国破家亡”,国灭了,家也没有了,”国”和”家”组合关系 (4）在聚合关系:部分可以独立于聚合而存在，部分的所有权也可 以由几个聚合来共享，比如打印机就可以在办公室内被广大同 事共用。 {5) 组合比聚合: 对于组合者和被组合者的关心定义的更加有约束，组合者不但 要知道被组合者的情况，他们的生命周期都是由组合者来控制
图10
5. 泛化关系
泛化: 一般事物（超类或父类）和该事物的较为特殊的种类（子类） 之间的关系，子类继承父类的属性和操作，子类还添加新的属性和 操作，或者修改了父类的某些操作。 泛化意味着子类的对象可以用在父类的对象可能出现的地方， 但反过来则不成立。 • 泛化关系的子类和父类是“a
kind of”的关系。
2. 行为事物 主要有两种：交互和状态机。 在UML图中，交互的消息通常画成带箭头的直线
状态机是对象的一个或多个状态的集合。
3. 组织事物: UML模型中负责分组部分，可以把它看作一个盒子， 每个盒子里面的对象关系相对复杂，而盒子与盒子之间 的关系相对简单。 组织事物只有一种，称为包。 包:一种有组织地将一系列元素分组的机制。
3.1 为什么要建模
（1）按照实际情况或 按照所需要的样式对系统进行可视化。 （2）允许详细说明系统的结构和行为。 （3）给出一个知道构造系统的模板。 （4）模型对决策进行文档化。
3.2 UML建模机制
UML有两套建模机制： 静态建模和动态建模。 静可描形，动可描行。动和静是辩证的两面 静态建模（系统的行为和动作） 用例图、类图、对象图、包、组件图和配置图。 动态建模（系统的组织和结构） 消息、状态图、时序图、协作图和活动图。
软件工程
E-mail:xu201@
本章要点
一、传统方法学 二、面向对象的基本概念 三、 UML建模语言 四、 UML的图
2
3 UML建模语言
UML(统一建模语言)： 是面向对象建模语言的标准，它可以对任何具有 静态结构和动态行为的系统进行建模， UML主要作用： 是帮助用户进行面向的描述和建模，它可以描述 软件从需求分析到软件实现和测试的全过程。 UML的定义包括UML语义和UML表示法两个部分。 (1) UML语义 (2) UML表示法
• 接口 • 图12 实现关系
•
3.4 UML中的事务
3.6 UML中的视图
视图: 个视图域： 结构分类 动态行为 模型管理 结构分类:
描述了系统中的结构成员及其相互关系。
类元包括类、用例、组件和节点。类元为研究系统动态行为奠定 了基础。 类元视图包括
静态、用例、实现和配置视图。
3.6 UML中的视图
实现关系（只继承行为、接口和实现接口的类） 一般用带有一条带有空心箭头的虚线来表 示 。
3.5 UML中的关系
1. 关联关系 一条实线 是” ... has a ...”（具有）的关系。 在UML图中，关联关系用一条实线表示 。 有一些修饰可以应用于关联。名字 角色 重数
（1）. 名字：可以给关系取名字。见图8-1。
图1。
（2）角色：一条实线 关系的两端代表不同的两种角色。见图2。
图2
（3）重数：一条实线 表示有多少对象通过一个关系的实例相连。见图3
图3
2. 聚合关系 空心菱形 指整体与部分的关系。通常在定义一个整体 类后，再去分析这个整体类的组成结构。从而找 出一些组成类。该整体类和组成类之间就形成了 聚合关系。
• 1. 结构事物（7种）: 包括类、接口、协作、用例、活动类、组件和节点。 类: 具有相同属性、相同方法、相同语义和相同关系的一组对象 的集合； 接口: 指类或组件所提供的、可以完成特定功能的一组操作的集合 ，描述了类或组件的对外的、可见的动作。
3.4 UML中的事务
协作定义: 交互操作，角色和其他元素一起工作，提供一些合作动作 用例定义: 系统执行的一组操作，对特定的用户产生可以观察的结果 活动类: 对拥有线程并可发起控制活动的对象（主动对象）的抽象 组件: 是物理上可替换的，实现了一个或多个接口的系统元素 节点: 一个物理元素，它在运行时存在，代表一个可计算的资源， 如一台数据库服务器等系。
接口
图11
6.
实现关系（只继承行为、接口和实现接 口的类）
将一种模型元素（如类）与另一种模型元素（如接 口）连接起来，它表示不继承结构而只继承行为。大多 少情况下，实现关系用来规定 接口和实现接口的类或组件之间的关系。 在UML图中，实现关系一般用带有一条带有空心箭头的 虚线来表示 。
动态行为： 描述了系统随时间变化的行为。行为用从静态视图中 抽取的系统的瞬间值的变化来描述。 动态行为视图包括 状态视图、活动视图和交互视图。 模型管理视图： 模型的分层组织结构。包是模型的基本组织单元。 特殊的包还包括模型和子系统。 模型管理视图跨越了其他视图，并根据系统开发和配 置组织这些视图。
4. 辅助事物 称注释事物，属于这一类的只有注释。 注释: UML模型的解释部分。在UML图中，一般表示 为折起一角的矩形
3.5 UML中的关系
1. 关联关系（名字 角色 重数） 2. 聚合关系 3. 组合关系 4. 依赖关系 5. 泛化关系
6.
空心菱形
一条实线
实心菱形 + 实线 一条带有箭头的虚线 一条带有箭头的实线
3.3 UML的结构
UML基本构造元素：事务、关系和图。 UML的事务(四种)：结构、行为、分组和注释。 UML的关系有四种：依赖、关联、泛化、实现。 （4）UML的图有十种：
静态建模（6）：用例图、类图、对象图、包图、组件图、部 署图(实施图) 动态建模（4）：状态图、活动图、序列图、协作图
3.4 UML中的事务
4. 依赖关系
一条带有箭头的虚线
对于两个对象X、Y，如果对象X发生变化，可能会引起对另一个对象 Y的变化，则称Y依赖于X。
依赖关系是一种” ... uses a ...”(使用)关系，特定事物的 改变有可能会影响到使用该事物的事物，反之不成立。在你想显示一 个事物使用另一个事物时使用依赖关系。 通常情况下，依赖关系体现在某个类的方法使用另一个类作为参数。 在UML中你可以在其它的事物之间使用依赖关系，特别是包和节点之 间。 在UML图中，依赖关系用一条带有箭头的虚线来表示 。 人和空气是一种依赖关系，UML图见图10。一个人自创生就需要不停 的呼吸，而人的呼吸功能之所以能维持生命就在于吸进来的气体发挥 了作用，所以说空气只不过是人类的一个工具，而人并不持有对它的 引用。